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鋁礬土（用于煉鋁、制耐火材料的礦物）

次瀏覽 | 更新時間：2023-10-16

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鋁礬土是一種礦物，主要成分是氧化鋁的水合物，包括三水鋁石、一水軟鋁石和一水硬鋁石。此外，它還含有少量的鐵氧化物以及鹽類，如硅酸鹽、鈦酸鹽、硫酸鹽和碳酸鹽。鋁礬土主要用于煉鋁和制造耐火材料。

鋁礬土

用于煉鋁、制耐火材料的礦物

鋁礬土（英文：aluminous soil；bauxite）又稱礬土或鋁土礦，主要成分為氧化鋁的水合物（三水鋁石、一水軟鋁石和／或一水硬鋁石），還包含了鐵的氧化物以及少量的鹽（硅酸鹽、鈦酸鹽、硫酸鹽和碳酸鹽）等。

基本信息

中文名

鋁礬土

英文名

aluminous soil；bauxite

別名

礬土，鋁土礦

拼音

lvtukuang

主要產(chǎn)地

澳大利亞、中國、非洲

主要成分

三水鋁石、一水軟鋁石、一水硬鋁石

分布區(qū)域

全世界均有分布，主要分布于幾內(nèi)亞、澳大利亞越南、巴西

應用產(chǎn)業(yè)

煉鋁工業(yè)、鋼鐵、水泥、玻璃等

顏色

白色、灰色或紅棕色

透明度

不透明

水溶性

不溶于水

密度

3.45g/cm3

硬度

1～3

主要成分

鋁礬土沒有一個特定的組成，它是水合鋁氧化物、鋁氫氧化物、粘土礦物和不溶性物質（如石英、赤鐵礦、磁鐵礦、菱鐵礦和戈鐵礦）的混合物。鋁礬土是一種無塑性的粘土狀物質，含有高達 65%左右的氧化鋁。自然界中的鋁礬土主要以三種形態(tài)賦存，即三水合物，一水合物和一水硬鋁石的，如下表所示：

狀態(tài)	三水鋁石	一水軟鋁石	一水硬鋁石
化學分子式	Al₂O₃·3H₂O或Al(OH)₃	Al₂O₃·H₂O或AIOOH	Al₂O₃·H₂O或AIOOH
化學分子式	Al₂O₃·3H₂O或Al(OH)₃	Al₂O₃·H₂O或AIOOH	Al₂O₃·H₂O或AIOOH
氧化鋁含量(%)	65.35	84.97	84. 98
化合水含量(%)	34.6	15	15
晶系	單斜晶系	斜方晶系	斜方晶系
奠氏硬度	2.3一3.5	3.5--5	6.5-7
密度(g/cm°)	2.3一2.4	3.01 -3.06	3.3一3.5

此外，鋁礬土還包含多種雜質，如活性礦石（高嶺土、多高嶺土等各種硅酸）、非活性硅石（石英等硅的氧化物）、金屬氧化物（如鐵、鈦）、金屬硫化物、碳酸鹽、硅酸鹽等。

基本分類

鋁礬土是由許多不同巖石的徹底風化形成的。根據(jù)成礦的不同類型，鋁礬土可以分為以下兩類：紅壤鋁礬土和灰?guī)r鋁礬土，紅壤鋁礬土由火成巖或其他富含硅酸鋁的巖石（花崗巖、片麻巖、玄武巖、正長巖和頁巖等各種硅酸鹽巖）經(jīng)風化作用而形成，這種礦床的例子在圭亞那、蘇里南、印度、西非和美國都有。灰?guī)r鋁礬土是灰?guī)r和白云巖的風化礦床，其氧化鋁含量較低，是由紅土風化和殘余物形成插層粘土層的積累，隨著封閉的石灰?guī)r在化學風化過程中逐漸溶解而濃縮的分散粘土。這種鋁礬土大多以粘土雜質的形式存在，該礦床在歐洲以及牙買加和多米尼加均有發(fā)現(xiàn)。

自然分布

鋁元素在地殼中的含量非常豐富，僅次于氧和硅，廣泛存在于各類巖石中，幾乎所有含鋁元素的巖石都可成為鋁礬土的母巖。在水成巖、變質巖、火成巖等多種基巖中，都能賦存鋁礬土。

鋁礬土在全球普遍存在，除南極洲外的其余大洲均鋁礬土分布，但各區(qū)域儲量差異較大，呈現(xiàn)出高集中度的特點。美國地質勘探局2020年發(fā)布的《鋁礬土和氧化鋁》報告顯示，排名儲量前四的國家（幾內(nèi)亞、澳大利亞、越南、巴西）占全球鋁礬土總儲量的 65.7%，中國已探明的鋁礬土儲量為10億噸，居世界第七位。

排序	國家	年產(chǎn)量（千噸）	儲量（億噸）
1	澳大利亞	8640	60
2	中國	7900	10
3	幾內(nèi)亞	5700	74
4	巴西	2900	26
5	印度	2300	6.6
6	印度尼西亞	1100	12
7	牙買加	1010	20
8	俄羅斯	565	5
9	哈薩克斯坦	500	1.6
10	越南	410	37
11	南阿拉伯	389	2
12	希臘	180	2.5
13	圭亞那	170	8.5
上述資料來源于：

發(fā)現(xiàn)開采

1821年，法國地質學家貝蒂埃（Pierre Berthier）在萊博（Les Baux）小鎮(zhèn)附近的山上發(fā)現(xiàn)了第一批鋁礬土。于是人們根據(jù)發(fā)現(xiàn)地地名，將發(fā)現(xiàn)的礦土命名為Bauxite，中文意譯為鋁礬土。法國是開采和使用鋁礬土生產(chǎn)氧化鋁最早的國家。1873年，法國在世界上首次開采鋁礬土，1888年，奧地利科學家拜耳(K.J.Bayer)發(fā)明了一種用于提取氧化鋁的方法，稱為拜耳法，該方法也成為鋁礬土煉鋁工業(yè)的主要手段，其產(chǎn)量約占全世界氧化鋁總產(chǎn)量的 95%左右。1894年2月，法國創(chuàng)辦了世界上第一座工業(yè)規(guī)模氧化鋁廠，該廠煉鋁工藝正是基于拜耳法，這也是世界上使用鋁礬土生產(chǎn)氧化鋁的最早記錄。

制備工藝

氧化鋁的制備是鋁礬土的主要用途，從鋁礬土提取氧化鋁有多種方法，其中拜耳法因流程簡便、性價比高、可回收等成為工業(yè)生產(chǎn)的主要方法。世界范圍內(nèi)使用拜耳法的氧化鋁產(chǎn)量占總產(chǎn)量的 95%左右。拜耳法制備流程主要有

1.高溫高壓環(huán)境（300°C）中，使用苛性 (NaOH)溶液溶溶解鋁礬土生成鋁酸鈉

2.分離溶液與殘渣（赤泥等難溶性物質），回收溶液（氧化鋁和苛性鈉）

3.降溫，加入氫氧化鋁作晶種，充分攪拌，鋁酸鈉逐漸析出氫氧化鋁

4.洗凈晶體，高溫（950-1200°C）下煅燒，剩余的溶液（母液）可回收使用

形成成因

鋁礬土主要形成于陸地環(huán)境(原地風化、湖泊或沼澤)與海陸過渡環(huán)境中。形成鋁礬土的理想化學分解條件是熱帶氣候交發(fā)生的潮濕和干嫌季節(jié)，這種氣候可促使化學浸出過程:硅酸鹽和粘土被分解，硅石被去除，氧化鋁和氧化鐵富集起來。在巖孔隙度較大、有植被覆蓋和細菌活動、地形低且起伏適中的地方，生成的鋁礬土最多:這種條件可使地下水面產(chǎn)生自由運動，侵蝕性小，經(jīng)過漫長的穩(wěn)定化和強烈的交互作用而生成鋁礬土。因此，鋁礬土主要以殘余礦床的形式存在于熱帶或亞熱帶氣候長期風化或接近地貌變化侵蝕平原期的地區(qū)，其大多數(shù)礦床為沖積礦床或就地形成的礦床。

不同的地區(qū)，鋁礬土的成礦成因也有所區(qū)別，下表列出了關于鋁礬土成因的幾種觀點：

世界范圍	紅土學說	由各種母巖紅土化形成
	紅上-粗碎屑沉積學說	由母巖紅土化后的物質經(jīng)搬運沉積形成
	化學學說	在湖泊等環(huán)境中化學沉淀形成
	硫酸學說	黃鐵礦氧化形成硫酸，硫酸將鋁溶解后再中和沉淀而形成
	熱液-火山沉積假說	火山噴發(fā)等熱液作用沉積形成
	喀斯特成因說	碳酸鹽巖風化后堆積形成
中國	紅土原地殘積成礦	母巖紅土化的殘余物質堆積成礦
	鋁膠體化學沉淀成礦	鋁礬土以膠體溶液的形式搬運在湖泊、海灣、瀉湖等環(huán)境成礦
	紅土搬運沉積成礦	紅土化后的物質遠距離搬運形成
資料來源于：

相關應用

煉鋁工業(yè)	生產(chǎn)氧化鋁是鋁礬土最大的用途，約占鋁礬土消費量的 95%。據(jù)估計 90%的氧化鋁用于生產(chǎn)原鋁，這使原鋁生產(chǎn)成為氧化鋁的主要用途有史以來生產(chǎn)的幾乎所有鋁都是由鋁礬土制成的
耐火材料	含鋁的耐材料抗熱、耐摩擦、硬度高，廣泛用于建筑、鋼鐵等行業(yè)
研磨料	白色熔凝氧化鋁硬度高，粒度細，廣泛用于光學拋光，水合氧化鋁硬度較低，用于牙膏的清潔劑，煅燒氧化鋁主要用于黑色金屬加工等場合
化工產(chǎn)品	鋁礬土可用來生產(chǎn)氯化鋁、硝酸鋁、硫酸鋁等含鋁化學品
水泥	鋁礬土主要用于生產(chǎn)高鋁水泥，高鋁水泥具備非常快的凝固速度
塑料	三水氧化鋁用作塑料工業(yè)的阻燃劑填料
鋼鐵	煉鐵或者煉鋼中，鋁礬土經(jīng)常用作一種熔渣調節(jié)劑
陶瓷	煅燒氧化鋁主要用于生產(chǎn)高氧化鋁陶瓷
粘合劑	氫氧化鋁作粘合劑和密封劑的填料與補充料
吸附劑	活性鋁礬土和氧化鋁作吸附劑
催化劑	活性氧化鋁作催化劑及催化劑載體
造紙	精細加工的氫氧化鋁能改善紙張的質量
路面填料	燒結鋁礬土可作壓力支撐料和路面填料
上述資料來源于：